一種基于負荷能效評估的集群建筑協(xié)調(diào)容量分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于用電服務技術(shù)，具體涉及一種基于負荷能效評估的集群建筑協(xié)調(diào)容量 分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 經(jīng)濟建設的發(fā)展帶來了公共建筑能耗迅速增長，全球范圍內(nèi)的建筑能耗已占到能 源總消耗量的1/3,我國大型公共建筑能耗達到國民能耗總值的30%以上，且新建建筑中 大型建筑比例逐年升高，既有公建改造升級為大型建筑的數(shù)量增多，造成建筑能耗巨大。但 同時，隨著高級測量系統(tǒng)、需求響應系統(tǒng)、智能用電設備等技術(shù)的發(fā)展，為進行建筑節(jié)能提 供了有力的技術(shù)支持，建筑節(jié)能潛力進一步提高。換言之，伴隨著需求響應技術(shù)在我國的進 一步發(fā)展，推進建筑節(jié)能正成為緩解我國電力供需矛盾的有效途徑，集群建筑參與的需求 響應協(xié)調(diào)控制，可大幅提高建筑的用電效率，緩解電力供應緊張時期的供需不平衡。
[0003] 現(xiàn)階段國外建筑參與需求響應的研究及實踐主要是建立基于智能建筑的需求響 應系統(tǒng)，但不適用于我國既有建筑進行智能化改造難度大、成本高的現(xiàn)狀，以智能建筑為依 托的需求響應參與模式并不能充分挖掘現(xiàn)有集群建筑的削減潛力。而當前以分輪限電為主 的負荷控制方案，一般只根據(jù)用戶的歷史用電情況劃分負荷缺口，未考慮高耗能企業(yè)的用 電能效，缺乏缺口劃分依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在提供一種基于負荷能效評估的集群建筑協(xié)調(diào)容量分配方法，該方法不 僅能反映建筑的主要能耗問題及節(jié)能潛力，也進一步體現(xiàn)了協(xié)調(diào)方案的節(jié)能意義。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于負荷能效評估的集群建筑協(xié)調(diào)容量分配方法，包括以下步驟：
[0007] (1)確定各項建筑參數(shù)，包括參與協(xié)調(diào)控制的建筑數(shù)量I、各建筑行業(yè)類型及其需 求響應執(zhí)行能力ni、區(qū)域總削減容量Q;
[0008] (2)建立建筑能效評估的綜合指標體系，包括樓宇級能效指標體系和設備級能效 指標體系，其中設備級能效指標體系包括空調(diào)系統(tǒng)、照明和動力系統(tǒng)各項指標，計算各項指 標值；
[0009] (3)收集各個建筑的歷史用電數(shù)據(jù)，通過模糊綜合評估方法對其上一月的用電情 況進行建筑能效評估，得到各建筑最終的能效評分結(jié)果；
[0010] (4)根據(jù)建筑的能效評分、行業(yè)系數(shù)、需求響應執(zhí)行能力各項參數(shù)，通過分配原則 的算法，計算最終各個建筑的削減容量，得到協(xié)調(diào)分配方案。
[0011] 進一步地，步驟（1)的具體過程如下：
[0012] 將大型建筑分為四種類型用電用戶：A類為僅工作日白天用電，如辦公樓、學校 等；B類為僅白天用電，如公共建筑、商場等；C類為不間斷集中用電，如酒店醫(yī)院等；D類為 大型居民建筑；
[0013] 根據(jù)上述4種類型的用電用戶，根據(jù)其用電需求大小確定其行業(yè)系數(shù)a1;C類型 用電需求最大，行業(yè)系數(shù)ac= 0. 9,B類其次aB= 0. 7,A類為aA= 0. 5,D類為aD = 0· 3〇
[0014] 假設各個建筑基準削減容量為Q。，若該建筑用戶上月實際削減容量達到計劃分配 容量的85%及以上，S卩其需求響應執(zhí)行力ni= 1表示上月削減能力達標，否則為〇。
[0015] 假設各個建筑基準削減容量為Q。。
[0016] 進一步地，所述樓宇級能效指標體系包括：
[0017] al:月平均負荷u1:
[0019] 式中：寫為第i個建筑的月平均負荷^為第i個建筑的建筑面積；
[0020] a2 :月最高負荷密度u2，表征某建筑單位面積的月最大負荷值：
[0022] 式中：Pm為第i建筑的月最高負荷；
[0023] a3 :月尚峰負荷持續(xù)時間u3:
[0024] 以持續(xù)時間達15min為一個時間間隔，將一天劃分為96個時段，若該時段開始時 負荷達到集群建筑平均負荷的1. 5倍，則認為該時段屬于高峰負荷時段：
[0028] 式中：Nkl為一天內(nèi)第i建筑k時段的高峰時段判斷值，若負荷大小屬于高峰負荷 則值為1，否則為〇 ; $為k時段的開始時刻；07；)為7:,時段負荷密度；艮為集群建筑的 日平均負荷密度為第i建筑高峰負荷時段總數(shù)；N為該月總天數(shù)；Θnti為一日內(nèi)建筑的 高峰負荷持續(xù)時間占比，為占比的月平均值；
[0029] a4 :負荷峰谷差平均值u4:
[0032] 式中：Pm為第i建筑的日最大負荷；P_為第i建筑的日最小負荷。
[0033] 進一步地，所述空調(diào)系統(tǒng)能效指標包括：
[0034] b11 :單位面積月耗冷量u5
[0035] 空調(diào)能耗在建筑能耗中所占比重較大，但建筑面積與空調(diào)覆蓋面積并不等價，在 計算時應注意區(qū)分：
[0036] 0ai=Pai/Sal (8)
[0037] 式中：Pal為第i建筑的月空調(diào)能耗；Sal為第i建筑的實際空調(diào)面積；
[0038] bl2:空調(diào)能效比u6:
[0040] 式中：nall為第i建筑第1臺空調(diào)的能效比，L為空調(diào)數(shù)量；
[0041] bl2 :空調(diào)月運行時間u7:
[0042] 空調(diào)月運行時間指標反應建筑內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)運行時間的大小，以持續(xù)時間達15min 為一個時間間隔，將一天劃分為96個時段，判斷該時段空調(diào)是否開啟：
[0046] 式中：Nakl為一天內(nèi)第i建筑k時段的空調(diào)開啟判斷值；4為k時段的開始時刻； 為??時段空調(diào)負荷密度；Nal為第i建筑高峰負荷時段總數(shù)；Θati為一日內(nèi)該建筑的 空調(diào)開啟時間占比，見，為該占比的月平均值；
[0047] bl3 :空調(diào)月高峰運行時間us
[0048] 空調(diào)月高峰負荷持續(xù)時間表征該月某建筑空調(diào)在高峰負荷時段運行時間的占比， 仍以持續(xù)時間達15min為一個時間間隔進行計算：
[0052] 式中：為一天內(nèi)第i建筑高峰時段的空調(diào)開啟判斷值；Ν_為第i建筑高峰負 荷時段空調(diào)開啟總時間；9anti為一日內(nèi)該建筑高峰時段的空調(diào)開啟時間占比，為該占 比的月平均值；
[0053] 進一步地，所述照明和動力系統(tǒng)能效指標包括：
[0054] b21 :月照明負荷密度偏差u9:
[0055]月照明負荷密度偏差表征某建筑單位面積的月照明負荷與該區(qū)域單位面積照明 負荷平均值的差值大?。?br>[0057] 式中。為集群建筑單位面積的月照明負荷平均值；PH為第i建筑的單位面積月 照明負荷；
[0058] b22 :月電梯負荷密度偏差u10:
[0059]月電梯負荷密度偏差表征某建筑單位面積的月電梯負荷與該區(qū)域單位面積電梯 負荷均值的差值大?。?br>[0061] 式中：Pd。為集群建筑單位面積的月電梯負荷均值；Pdl為第i建筑的單位面積月電 梯負荷；
[0062] b23 :月給水提升栗用負荷密度偏差u11:
[0063]月給水提升栗負荷密度偏差表征某建筑單位面積的月給水提升栗負荷與該區(qū)域 單位面積給水提升栗負荷均值的差值大??；
[0065] 式中：Pb。為集群建筑單位面積的月給水提升栗負荷均值；Pbl為第i建筑的單位面 積月給水提升栗負荷。
[0066] 進一步地，在步驟（3)中，包括以下幾個方面：
[0067] 3. 1指標一致化：將各個指標進行無量綱的歸一化計算；所述指標包括：
[0070] 3. 2評價等級量化：
[0071] 建筑能效按語義學標度分為4個評分等級：優(yōu)、良好、一般、差，對應評估值&為 0. 9、0. 75、0. 6、0. 4 ;將各個等級量化并建立對應能效等級El、E2、E3、E4,各能效等級分值 為4、3、2、1 ;
[0072] 3. 3單因素評價：
[0073]即確定從單因素來看被評事物對等級模糊子集的隸屬度（R|Ul)進而得到模糊關(guān) 系矩陣，計算方法為：
[0077] 3. 4指標權(quán)重確定：
[0078] 通過經(jīng)驗和專家打分結(jié)果確定各項能效指標的權(quán)重，al_b23對應權(quán)重分別為： 0.275、0.11、0.11、0.055、0. 15、0. 03、0. 06、0. 06、0. 06、0. 045、0. 045 ;
[0079] 3· 5綜合評價：
[0080] 利用加權(quán)平均M|·，·)模糊合成算子將權(quán)重W與單項隸屬度矩陣Ri合成得到模糊 綜合評價結(jié)果向量，最后根據(jù)各等級對應分值求出綜合能效評分：
[0082]Bi=W·R[0· 100 0· 342 0· 408 0· 15];
[0083] =Bn+Bi2X2+Bi3X3+Bi4X4。
[0084